一種類型的 RNA 如何成為癌症治療的未來

: By 公開大學的Francesco Crea和Azuma Kalu

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一種類型的RNA如何成為癌症治療的未來 一些長的非編碼RNA使癌細胞更容易繁殖。 nobeastsofierce / Shutterstock

細胞是所有生物的基本組成部分。因此，要治療或治愈幾乎任何疾病或病症（包括癌症），您首先需要對細胞生物學有基本的了解。

儘管研究人員對細胞的每個組成部分都有很好的了解，但我們仍然不了解它們-包括某些RNA分子在細胞中發揮的作用。找到答案的關鍵可能是開發進一步的癌症治療方法的關鍵，而這正是我們的研究試圖發現的問題。

三種類型的分子在細胞中攜帶信息，而這些分子中的每一種都發揮其重要的功能。第一個是DNA，其中包含固定的遺傳信息（例如一本說明書）。第二種是RNA，是從DNA衍生的一個特定指令的臨時副本。最後是由於RNA提供的信息而產生的蛋白質。這些蛋白質是細胞的“主力軍”，它們執行特定的功能，例如幫助細胞移動，繁殖和產生能量。

與該模型一致，人們長期以來一直將RNA視為DNA和蛋白質之間的中介。但是研究人員開始發現RNA不僅僅是一種中介。實際上，這個被忽視的分子可能是癌症進展的秘密。

我們的研究小組最近發現一種新型的RNA，可驅動癌症的發展而不產生任何蛋白質。我們認為這種發現可能為靶向癌細胞的全新方法鋪平道路。但是要了解如何做到這一點，首先重要的是要知道我們體內存在的不同類型的RNA。

RNA的奧秘

只有大約1％的DNA被複製到製造蛋白質的RNA中。其他RNA有助於蛋白質的生產。其餘的（稱為非編碼RNA）長期以來被認為在人體中不起作用。但是最近的研究挑戰了這些假設，表明這些“無用”的RNA實際上可以非常特定的目的。實際上，這些“非編碼” RNA調節著許多基因的功能，從而控制了細胞生命的關鍵方面（例如它們移動的能力）。

最豐富的非編碼RNA類型是長的非編碼RNA（lncRNA）。這些是與細胞中許多不同分子相互作用的長分子。而且，正如研究人員現在所發現的那樣，這些複雜的結構允許細胞之間發生許多不同的功能。

例如，某些lncRNA可以“捕獲”不同的蛋白質，並使其聚集在特定的細胞空間（例如同一基因片段）中工作。此功能對於控制發育過程中某些基因的失活至關重要。細胞如何將DNA轉化為蛋白質。花式塔皮斯/ Shutterstock

但是，與體內其他蛋白質不同，我們無法僅通過觀察lncRNA分子的DNA序列來鑑定其功能。不知道其正常功能還意味著我們無法研究該分子在引起疾病（包括癌症）中的作用。

LncRNA與癌症

我們的研究小組和其他研究小組開始了解lncRNA在癌症進展中的許多重要功能。例如，我們知道一些lncRNA使癌細胞更容易繁殖，與附近的細胞相互作用並逃脫人體的免疫系統。與存在於不同細胞類型中的蛋白質不同，每種lncRNA都存在於一種特定的細胞類型中，並且可以在體液（例如血液）中檢測到。這些特性使它們成為非常有吸引力的診斷和治療工具。

In 我們的最新作品，我們已經鑑定出以最具侵略性的前列腺癌形式存在的lncRNA。為了發現這種特定的lncRNA，我們分析了數百名前列腺癌患者的RNA譜。我們發現該lncRNA通常僅與最具攻擊性的形式相關。

我們還發現，這種lncRNA具有兩個獨立的功能：一個在細胞核中（包含DNA的細胞“核心”），另一個在細胞質中（包含不同細胞器（例如線粒體）的細胞外部）。在細胞核中，lncRNA與蛋白質結合併將其引導至特定的DNA片段，從而可以激活基因，這種機制增強了前列腺癌細胞向其他組織擴散的能力。 lncRNA與另一種RNA結合併幫助癌細胞增殖。

由於這種lncRNA與癌症進展有關，因此我們決定設計一種靶向它的新型藥物。我們通過使用稱為“反義寡核苷酸”，目前正在臨床試驗中進行測試。這些是與目標RNA結合併觸發其分解的合成DNA小片段。通過使用這些分子，我們發現通過靶向lncRNA，我們能夠阻止癌症的生長和擴散。我們希望將來使用這些分子來治療表達特定lncRNA的其他癌症。

LncRNA實際上在幾十年前就還不為人所知，它被認為是了解癌症生物學的重要工具，因此更加突出。有趣的是，某些lncRNA僅在某些組織（例如大腦）中表達，可能與人類特有的特徵有關，例如某些大腦區域的發育增加。因此，lncRNA也是調查的活躍領域在神經退行性疾病，如癡呆症。

我們希望，對這種以前難以理解的生物學現象的研究將很快轉化為對不治之症的更好治療。